+ 0,32x3 +0,051x4 – 1,4x5 адекватна при 5% уровне значимости. Следовательно, зависимость максимальной глубины затопления от исследуемых факторов с достаточной точностью можно аппроксимировать уравнением степенного вида.

Осуществлен переход от кодированных значений факторов к натуральным с помощью зависимостей вида:

, где

; ;

При переходе от кодированных значений факторов к натуральным получим:

lghmax = 0,4 – 0,05lgWвод + 0,98lgН0 +0,05lgQo+ 0,02lgno –

- 0,13lgx

После потенцирования имеем степенное уравнение вида:

или

(7)

Средняя относительная ошибка аппроксимации:

; = 12,8 %.

Полученное уравнение (7) применимо к низконапорным гидроузлам, объем водохранилища которых колеблется в пределах от 01.01.01 тыс. м3, глубина воды в верхнем бьефе у плотины – от 2 до 20 м, расстояние от створа плотины до створа наблюдения – от 0,5 до 50 км, длина водохранилища – от 0,8 до 2 км при условии отсутствия подпора со стороны нижерасположенных ГТС.

Заключение

1. Выполненный анализ имеющейся информации о состоянии и современной системе обеспечения безопасности многочисленных гидротехнических сооружений низконапорных гидроузлов Российской Федерации, позволил впервые проанализировать имеющую место их специфику и ее отдельные элементы, от которых существенно зависит безопасность ГТС. Отмечено отсутствие для подобных объектов единой терминологии, недостатки в подготовке и проведении инвентаризации, сборе и анализе информации, ее разноречивость; отсутствие ранжирования ГТС по степени опасности и необходимых для этого простых методов расчета для оперативной экспертной оценки параметров волны прорыва.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

2. Впервые разработанная методология проведения детальных обследований речных низконапорных гидроузлов, в том числе при отсутствии проектной документации и расчетного обоснования, представляет собой четкую систему (учитывающую их специфику), позволяющую получать максимум информации (до 60 параметров); выполнять анализ полученной информации, в который входит: установление состояния и уровня безопасности ГТС; ориентировочной стоимости ремонтных работ; оперативное определение параметров волны прорыва и возможного ущерба от аварий; ранжирование гидроузлов по степени опасности (базируясь на статистической обработке данных); оценка экономической эффективности превентивных мероприятий.

3. Выполненная апробация разработанной в диссертации методологии оценки состояния и уровня безопасности ГТС 550 гидроузлов Московской области показала ее широкие возможности, позволяющие даже с учетом сложной специфики таких объектов получать значительный объем информации, необходимой для ранжирования ГТС по степени их опасности с учетом эффективности вложения средств в превентивные мероприятия, обеспечивающие их безопасность.

Апробация методологии подтвердила также необходимость и возможность проведения в предлагаемом объеме детальных обследований многочисленных низконапорных гидроузлов, аварии которых в силу их специфики приносят значительный ущерб, вместо нечетко сформулированной и выполняемой часто на основе опросов инвентаризации.

4. Впервые выполнены обобщение, анализ и статистическая обработка информации, полученной в результате детального обследования низконапорных гидроузлов Московской области. В частности: произведена статистическая выборка обследованных сооружений по форме собственности, назначению, объему водохранилищ, высоте плотин, сроку эксплуатации, техническому состоянию, уровню безопасности, опасности для нижнего бьефа, готовности к пропуску паводка, ориентировочной стоимости ремонтных работ и ряду других параметров; выявлены основные причины, приводящие к аварийному и потенциально опасному техническому состоянию основных гидротехнических сооружений гидроузлов; отмечены недостатки работы службы эксплуатации; выполнен дополнительный анализ безопасности низконапорных гидроузлов по сочетанию группы неблагоприятных факторов.

Из 550 гидроузлов имеет неудовлетворительный уровень безопасности 38,7 % (213 объектов), опасный – 26 % (143 объекта), суммарно – 64,7 % (356 объектов).

5. Впервые выполненный для низконапорных гидроузлов анализ результатов расчетов параметров волны прорыва, определенных с помощью различных методик, показал, что методика во всех расчетных случаях, как для реальных объектов, так и при решении тестовой задачи, дает достаточную сходимость с результатами, полученными по методикам, базирующимся на численных методах решения уравнения Сен-Венана; существенно различаются от всех рассмотренных методов результаты, полученные по методике ВНИИ ГОЧС.

6. Основным для низконапорных гидроузлов параметром волны прорыва при расчете ущербов от наводнения и определения границ зоны затопления чаще всего оказывается максимальная глубина затопления в нижнем бьефе. Для этого параметра получено уравнение (7), применение которого позволяет оперативно выполнять предварительные экспертные оценки в случае прорыва напорного фронта многочисленных низконапорных гидроузлов. Указанное уравнение применимо к низконапорным гидроузлам, объем водохранилища которых колеблется в пределах от 01.01.01 тыс. м3, глубина воды в верхнем бьефе у плотины – от 2 до 20 м, расстояние от створа плотины до створа наблюдения – от 0,5 до 50 км, длина водохранилища – от 0,8 до 2 км при условии отсутствии подпора со стороны нижерасположенных ГТС. Средняя относительная ошибка аппроксимации составляет 12,8 %.

7. Разработаны предложения, связанные с определением эффективности использования капитальных вложений для проведения превентивных мероприятий по обеспечению безопасности низконапорных гидротехнических сооружений при их ранжировании с учетом уровня безопасности и степени опасности для территории нижнего бьефа.

По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе следующие, раскрывающие ее основное содержание:

Публикации в центральных изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ

1. Каганов, Г. М. Результаты предпаводкового обследования 2006 г. гидроузлов Московской области [Текст] / , , // Гидротехническое строительство.-2007.-№ 4.-С. 2-9.-Библиогр.: с. 9.

2. Каганов, Г. М. Анализ состояния низконапорных гидротехнических сооружений Российской Федерации на примере обследования гидроузлов Московской области [Текст] / , , // Гидротехническое строительство. – 2008.-№8. - С.Библиогр.: с. 37.

3. Школьников, С. Я. Опыт математического моделирования гидродинамических аварий и оценка вызванных ими ущербов [Текст] / , // Гидротехническое строительство. -2008.-№10. – С. 48-55.-Библиогр.: с 55.

Публикации в других изданиях

4. Школьников, С. Я. Математическое моделирование волн излива из золоотвалов с учетом сухого трения [Текст] / , // Безопасность энергетических сооружений (БЭС): науч.-техн. и произв. сб. / учредитель «ЕЭС России».-2005. M.: HИИЭС, 2005 – Ежегод. изд. – ISBN , вып. 15. С. 72 – 81.-Библиогр.: с. 81.

5. Секисова, И. А. Особенности расчета величины гражданской ответственности за вред, причиняемый гидродинамическими авариями во время высоких паводков [Текст] / // Энергонадзор и энергобезопасность: науч. информ.-аналит. журн. / учредитель АНО «ИТЦ Мосгорэнергонадзора».-2007, апрель-.-М.: Техинпресс, 2007-.Периодич.-2007, №4. – 5000 экз. С. 102 – 103.- Библиогр.: с. 103.

Публикации по итогам международных конференций

6.  Kaganov G. M., Volkov V. I., Evdokimova I. M., Sekisova I. A. To the problem of safety provision for small dams. // ICOLD 75th Annual Meeting Saint Petersburg, Russia, June 24-29, 2007. Symposium: «Dam Safety Management Role of State, Private Companies and Public in Designing, Constructing and Operating of Large Dams»//, session №3, report 87, p. 1 – 11.

Рис. 1. Схема компоновки гидроузла (приведены отдельные измеряемые параметры):

1 – плотина; 2 – башенный водоприемник водосброса; 3 – ось водосброса; 4 – концевой гаситель; 5 – отводящий канал водосброса;

6 – ось водовыпуска; 7 – колодец управления затворами водовыпуска; 8 - отводящая труба водовыпуска.

- географические координаты (широта и долгота), измеряемые с помощью навигатора.

Рис. 2. Схема расположения обследованных гидроузлов на территории Московской области:

- детально обследованные в 2007 г. гидроузлы Московской области.

а)

б)

Рис. 3. Кривые распределения ГТС низконапорных гидроузлов, техническое состояние которых соответствует неудовлетворительному и опасному уровням безопасности: а) в зависимости от срока эксплуатации; б) в зависимости от объема водохранилища:

1 – количество гидроузлов; 2 – водосбросов; 3 – плотин; 4 – водовыпусков; 5 - количество гидроузлов, состояние которых соответствует опасному уровню безопасности.

а)

б)

Рис. 4. Кривые распределения ГТС низконапорных гидроузлов, техническое состояние которых классифицируется как потенциально опасное и аварийное: а) в зависимости от высоты плотины; б) в зависимости от напора на гидротехнические сооружения:

1 – гидроузлов в потенциально опасном и аварийном состоянии; 2 - гидроузлов в аварийном состоянии; 3 - плотин в потенциально опасном и аварийном состоянии; 4 - плотин в аварийном состоянии; 5 - водосбросов в потенциально опасном и аварийном состоянии; 6 - водосбросов в аварийном состоянии.

Подпись: 29

Рис. 5. Статистическое распределение опасных и особо опасных для территории нижнего бьефа гидроузлов, сооружения которых находятся в аварийном состоянии или требуют проведения ремонта (в скобках указано количество гидроузлов):

1 – количество гидроузлов, ГТС которых находятся в аварийном состоянии (% от общего количества опасных гидроузлов); 2 - количество гидроузлов, ГТС которых требуют проведения капитального ремонта (% от общего количества опасных гидроузлов); 3 - количество гидроузлов, ГТС которых требуют проведения усиленного текущего ремонта (% от общего количества опасных гидроузлов).

а)

б)

Рис. 6. Результаты сравнения расчетов параметров волны прорыва в случае аварии Истринского гидроузла в различных створах нижнего бьефа: а) расходов; б) отметок затопления нижнего бьефа:

результаты расчетов, полученные с помощью программы «Mike11»;

результаты расчетов, полученные с помощью программы «RIVER»;

результаты расчетов, полученные с помощью программы «БОР»;

30
 
результаты расчетов, полученные с помощью графоаналитической методики Историка.


а)

б)

в)

г)

Рис. 7. Результаты сравнения расчетов глубины затопления в различных створах нижнего бьефа гидроузла в случае призматического русла треугольного поперечного сечения с постоянным уклоном дна: а) первого; б) второго; в) третьего; г) четвертого расчетных случаев:

результаты расчетов, полученные с помощью программы SV_1;

результаты расчетов, полученные с помощью методики ВНИИ ГОЧС;

результаты расчетов, полученные с помощью графоаналитической методики Историка.

Московский государственный университет природообустройства (МГУП)

Заказ № 692 Тираж 100 экз.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4